高職PLC課程改革探討

王雪麗

摘要：可編程邏輯控制器（簡稱PLC）課程是高職學(xué)院機(jī)電、電氣等專業(yè)的主干專業(yè)課程，是一門綜合電氣控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多領(lǐng)域、多學(xué)科的復(fù)合型課程，是學(xué)生將來從事相關(guān)PLC崗位工作必修的專業(yè)技術(shù)課程。PLC控制技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中是一門相對成熟的技術(shù)，在當(dāng)前國內(nèi)大中型企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著電氣控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等的不斷發(fā)展，PLC得到了前所未有的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在這種工業(yè)背景下，PLC課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面需要時時關(guān)注企業(yè)人才需求發(fā)展而進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，因此，改革PLC教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面需要與時代發(fā)展保持同步。

關(guān)鍵詞：高職；PLC；課程改革

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0205-02

高職課程改革的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)高職課程在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面存在的缺點(diǎn)和不足，在教學(xué)過程中不斷加以改進(jìn)，探索提高學(xué)生對知識和技能的接收與運(yùn)用等多方面能力的各種途徑，從而提升學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)際工作中的應(yīng)用能力。下面以高職PLC課程為例進(jìn)行探索與實(shí)踐。

一、高職PLC課程現(xiàn)狀

目前，PLC課程在高職院校中屬于開設(shè)專業(yè)較多、教學(xué)做一體化教學(xué)模式執(zhí)行效果較好的課程，企業(yè)對高職PLC技能人才需求也穩(wěn)步增長。高職PLC課程主要培養(yǎng)學(xué)生具有以下三方面能力：具有PLC控制系統(tǒng)主電路和控制電路設(shè)計、安裝和接線能力；具有PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計及調(diào)試能力；具有PLC控制系統(tǒng)維護(hù)、維修和檢查能力。經(jīng)過PLC課程教師多年教學(xué)、企業(yè)調(diào)研、技術(shù)培訓(xùn)和各種技能大賽的經(jīng)驗(yàn)積累，目前PLC課程教學(xué)知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)已經(jīng)較好地滿足企業(yè)對高職PLC技能人才的需求，但是還有一些方面需要提升，具體包括以下幾個方面。

1.教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備低端。PLC產(chǎn)品與其他大多數(shù)電子產(chǎn)品一樣，都具有種類比較繁多、發(fā)展比較快速的特點(diǎn)，因此常常導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容針對的產(chǎn)品設(shè)備不能及時更新。本著服務(wù)地方企業(yè)的宗旨，通過調(diào)研吉林省地方大型企業(yè)，得知PLC在地方企業(yè)生產(chǎn)中主要以西門子S7-300系列和西門子S7-400系列為主，西門子S7-200系列已經(jīng)屬于面臨淘汰的設(shè)備，而高職院校大多采用西門子S7-200低端系列設(shè)備，學(xué)生學(xué)習(xí)西門子S7-200系列相關(guān)知識后，參加工作還需要再學(xué)習(xí)西門子比較高端設(shè)備的相關(guān)知識，因此從設(shè)備選擇方面對學(xué)生就業(yè)有一定影響。

2.教學(xué)項目選取范圍略窄。由于高職院校大多數(shù)學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力一般，學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，學(xué)習(xí)PLC技術(shù)相對比較困難，所以在PLC項目教學(xué)中主要涉及硬件組成、性能指標(biāo)、可編程軟元件指令應(yīng)用等理論知識。PLC課程大多選擇簡單項目，一般在教學(xué)做一體化教學(xué)模式中選擇項目主要包括四部分：可編程控制器認(rèn)知、三相交流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)以及PLC主從通信的實(shí)現(xiàn)，一般不涉及步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和變頻器等方面，學(xué)生對PLC的實(shí)際應(yīng)用理解較淺，對學(xué)生就業(yè)崗位涉及的實(shí)際操作環(huán)境應(yīng)用設(shè)備較少。

3.教學(xué)項目實(shí)施平臺局限性。在PLC課程教學(xué)過程中，需要大量的控制器件，尤其PLC和變頻器等器件價格較高，教學(xué)資金投入較大，升級和更新?lián)Q代受限。在教學(xué)做一體化中，學(xué)生位于主要地位，教師處于引導(dǎo)輔助地位，最重要的“做”環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在PLC實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行的講練結(jié)合操作。雖然通過“做”環(huán)節(jié)提高了學(xué)生的編程技巧和動手能力，但是由于實(shí)驗(yàn)臺臺數(shù)有限和使用時間限制，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生在課上只能完成驗(yàn)證性內(nèi)容，無法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，并且一般高職院校采購一次PLC設(shè)備，需要在教學(xué)中使用多年，PLC設(shè)備很難根據(jù)教學(xué)的不斷發(fā)展而進(jìn)行修改和擴(kuò)充。

4.教學(xué)與技能大賽融合深度不夠。通過多年國家和各省舉辦的高職技能大賽，全國高職學(xué)校在教學(xué)和技能大賽互相促進(jìn)方面取得了巨大的成績。通過PLC技能大賽，教師的專業(yè)技能得到了較大的提高，整體教學(xué)水平和質(zhì)量突飛猛進(jìn)，優(yōu)秀的學(xué)生更是能夠在大賽中脫穎而出。但是由于大賽時間緊張和指導(dǎo)教師人員較少等原因，大部分學(xué)生接觸不到PLC技能大賽相關(guān)內(nèi)容，對技能大賽只有概念認(rèn)識，而無實(shí)際接觸學(xué)習(xí)和能力提高。

5.教學(xué)考核范圍不全面。在PLC考核中，大部分高職學(xué)校采用“過程考核+操作考核或者過程考核+理論操作考核”的考核方式。在教學(xué)做一體化教學(xué)模式下學(xué)生一般執(zhí)行三步驟：學(xué)習(xí)理論知識，通過PLC設(shè)備完成教學(xué)項目從而驗(yàn)證理論知識，課程學(xué)習(xí)完畢后參加期末考核。但是在教學(xué)過程和考核中沒有重視學(xué)生的自學(xué)性和創(chuàng)新性，而這是學(xué)生將來從事PLC相關(guān)崗位工作必須具備的兩方面能力。

二、PLC課程改革措施

PLC課程教師通過多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)學(xué)習(xí)等方面的沉淀與積累，全面深刻地對高職PLC課程現(xiàn)狀進(jìn)行剖析和反思，上述出現(xiàn)的PLC課程問題可以通過以下幾個方面得到解決。

1.教學(xué)項目設(shè)備升級。通過企業(yè)調(diào)研，從學(xué)校服務(wù)主要地方企業(yè)需求出發(fā)，發(fā)現(xiàn)在以往教學(xué)中選取的項目載體S7-200屬于低端產(chǎn)品，針對使用西門子S7-200PLC進(jìn)行教學(xué)已經(jīng)不能滿足企業(yè)的技能人才需求這一問題，故將西門子S7-200PLC升級為西門子S7-300PLC。西門子S7-300PLC屬于中低端產(chǎn)品，其優(yōu)勢主要包括具有功能強(qiáng)大的模擬器、有管腳基本不受限制的功能塊、點(diǎn)數(shù)可以做得多和通訊強(qiáng)大等方面。將教學(xué)項目載體升級為西門子S7-300PLC能夠使學(xué)生掌握比較前沿的PLC技術(shù)，較好地實(shí)現(xiàn)與企業(yè)PLC技術(shù)人才需求對接。

2.教學(xué)項目選取范圍擴(kuò)大。PLC技術(shù)本身具有比較高的理論深度，涉及的知識面廣泛，同時以PLC技術(shù)為核心又衍生出很多新的控制技術(shù)和使用方法，PLC課程項目載體局限于彩燈控制，電機(jī)控制等方面已經(jīng)不能滿足企業(yè)對PLC技能人才的需求。在機(jī)電控制領(lǐng)域，PLC技術(shù)有非常廣泛的應(yīng)用，以PLC為核心而設(shè)置多門課程，PLC和相關(guān)課程在教學(xué)內(nèi)容實(shí)施過程中存在一定邏輯和依賴關(guān)系，通過研究分析，以學(xué)生興趣為遷移設(shè)計科學(xué)合理的PLC內(nèi)容，將教學(xué)項目擴(kuò)展，主要擴(kuò)展領(lǐng)域包括液壓控制、溫度控制、機(jī)床控制和變頻器控制等領(lǐng)域，以實(shí)際PLC應(yīng)用為引導(dǎo)，讓學(xué)生體會到PLC在機(jī)電控制領(lǐng)域中的重要地位。

3.教學(xué)平臺增加仿真軟件。PLC的教學(xué)過程主要采用講練結(jié)合的方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論部分時感到枯燥無趣，梯形圖指令不僅多而且需要掌握指令實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)，這些都需要通過反復(fù)上機(jī)操作讓學(xué)生驗(yàn)證知識點(diǎn)并加深對理論知識實(shí)際應(yīng)用的理解。由于場地、設(shè)備和時間等諸多因素，學(xué)生上機(jī)操作只是完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，操作只有簡單插接線和編程，達(dá)不到地方企業(yè)對PLC崗位人員的綜合性技術(shù)能力要求。西門子公司推出S7-PLC SIM Simulating Modules仿真軟件，該仿真軟件在研究設(shè)計PLC項目中可以替代西門子硬件PLC，主要包括組態(tài)設(shè)計、軟件編程和系統(tǒng)仿真三部分功能，PLC仿真軟件具有不涉及設(shè)備維護(hù)維修等實(shí)際問題，節(jié)省教學(xué)投入資金，不受PLC硬件設(shè)備和場所限制等優(yōu)點(diǎn)。在沒有PLC硬件平臺的前提條件下，學(xué)生設(shè)計好控制程序后，可以直接調(diào)用S7-PLCSIM Simulating Modules仿真軟件來驗(yàn)證系統(tǒng)功能，并且能創(chuàng)新設(shè)計新功能，充分鍛煉了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

4.開展PLC第二課堂活動。為了能夠讓更多的學(xué)生參與到技能大賽中來，滿足大部分學(xué)生通過技能大賽平臺提高自身技能的愿望，PLC課程團(tuán)隊開展了第二課堂活動，學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況自愿申請參加PLC第二課堂，教師將技能大賽任務(wù)點(diǎn)拆分重組，按照由淺到深的認(rèn)知規(guī)律設(shè)計多個項目內(nèi)容，參加第二課堂活動的大部分學(xué)生PLC綜合設(shè)計能力得到較大的提高。通過以技能大賽為平臺的第二課堂活動實(shí)現(xiàn)了“在學(xué)中做，在做中學(xué)”的良好教學(xué)效果，培養(yǎng)了多批理論知識掌握扎實(shí)、綜合素質(zhì)過硬、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生，更好地與地方企業(yè)技能人才需求相對接，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

5.考核增加預(yù)習(xí)部分和創(chuàng)新部分考核。在過程考核中，在原有的考核基礎(chǔ)上，將預(yù)習(xí)內(nèi)容填充到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書中，預(yù)習(xí)內(nèi)容以填空、繪圖、連線和判斷等簡單形式給出以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并進(jìn)行打分考核，讓學(xué)生重視預(yù)習(xí)部分，將預(yù)習(xí)內(nèi)容問題和教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，形成一種較好的帶著問題投入到教學(xué)做三個環(huán)節(jié)中的狀態(tài)，讓學(xué)生通過課上教師引導(dǎo)講解和動手操作解決在預(yù)習(xí)中遇到的難題，極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。創(chuàng)新內(nèi)容設(shè)計即與教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，又與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況相結(jié)合，讓學(xué)生能較好地理解PLC指令在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時在操作考核部分，將創(chuàng)新內(nèi)容增加到操作考核中，學(xué)生在完成必考內(nèi)容后，可以選擇性進(jìn)行創(chuàng)新內(nèi)容考核，提高學(xué)生綜合PLC編程能力，為將來從事PLC相關(guān)崗位工作打下良好的堅實(shí)基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

在高職PLC課程教學(xué)改革實(shí)施過程中，及時升級教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備和專業(yè)仿真軟件，與企業(yè)發(fā)展同步精選課程的教學(xué)項目及教學(xué)內(nèi)容，遵循學(xué)生能力培養(yǎng)的認(rèn)知規(guī)律，采用不斷改革的教學(xué)做一體化等教學(xué)方法，實(shí)踐環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)基于實(shí)驗(yàn)臺和仿真軟件相結(jié)合的開放式設(shè)計，積極開展以技能大賽為平臺的第二課堂活動，考核部分增加預(yù)習(xí)考核部分和創(chuàng)新考核部分。這一系列的教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)改革取得了良好的效果，培養(yǎng)出以PLC為主要技能的高職綜合技能型人才，得到了地方企業(yè)和社會的認(rèn)可，較好的體現(xiàn)了PLC課程在高職教育中的帶動性和重要性。

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